關(guān)于風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計有關(guān)問題的說明

關(guān)于風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計有關(guān)問題的說明1說明由于本人非專業(yè)設(shè)計人員，設(shè)計經(jīng)驗水平低，以下資料是在溝通設(shè)計、現(xiàn)場施工過程中，根據(jù)《FD003-2007風(fēng)電機組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定》（試行）進行分析，結(jié)合以往的工程經(jīng)驗，得出的個人看法，有關(guān)專業(yè)設(shè)計人員在設(shè)計過程中作為參考，以期在以后的風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計在滿足規(guī)范要求的前提下達到安全、精致、方便、快速的目的。2引言目前，風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)《風(fēng)電場工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)FD003-2007風(fēng)電機組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定（試行）》進行設(shè)計，根據(jù)目前已完成部分施工的吉林鎮(zhèn)賚林場風(fēng)電場一期工程，鎮(zhèn)賚黑魚泡風(fēng)電場一期工程，遼寧曲家溝風(fēng)電場工程，內(nèi)蒙古扎魯特旗阿日昆都楞風(fēng)電場一期工程等工程實例，經(jīng)過類比統(tǒng)計分析，得出初步結(jié)論如下：所有風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計均采用脫離式基礎(chǔ)設(shè)計，基本上沒考慮埋深對風(fēng)機基礎(chǔ)的固定作用；風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計，開挖基坑、基礎(chǔ)承臺墊層、基礎(chǔ)承臺作為三個獨立體系，無論在巖石基礎(chǔ)還是沙土基礎(chǔ)，均采用基本相同的結(jié)構(gòu)方式。風(fēng)機基礎(chǔ)上層配筋按照風(fēng)機生產(chǎn)廠家提供的風(fēng)機基礎(chǔ)建議圖紙進行設(shè)計，未能與現(xiàn)場實際地基情況進行結(jié)合。鎮(zhèn)賚黑魚泡風(fēng)電場基礎(chǔ)承臺設(shè)計與樁承載設(shè)計作為兩部分設(shè)計，樁基礎(chǔ)作為地基基礎(chǔ)的承載，承臺作為風(fēng)機基礎(chǔ)的獨立式穩(wěn)定承臺。3風(fēng)機基礎(chǔ)計算依據(jù)風(fēng)機基礎(chǔ)的計算一般依據(jù)制造廠商提供的計算資料作為依據(jù)，制造廠商為了確保安全可靠，提供的資料本身就偏于保守，根據(jù)與廠家的數(shù)次溝通，得出的初步看法如下：3.1風(fēng)機制造廠商提供的數(shù)據(jù)資料是按照風(fēng)場分類，一類風(fēng)場，二類風(fēng)場，其參數(shù)基本按照該類別風(fēng)場的最大數(shù)值取值計算，存在一定的誤差，也就是說風(fēng)機制造廠商提供的計算資料適合該類風(fēng)場極限風(fēng)速的最不利荷載工況，可以包含國內(nèi)任何地區(qū)的最不利荷載情況，設(shè)計計算需要根據(jù)本地區(qū)的實際資料進行修正補充，確保適合與本地區(qū)的實際情況。風(fēng)電場本地區(qū)的資料理論上應(yīng)該低于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的計算資料。3.2風(fēng)機基礎(chǔ)的建議參考圖紙是脫離式基礎(chǔ)設(shè)計的最簡單資料，即極限狀態(tài)下的脫離基礎(chǔ)計算資料，計算資料適合僅僅滿足基本地基承載力的地基情況進行計算，實際上不能滿足時往往需要進行樁基礎(chǔ)、換填基礎(chǔ)、擴大基礎(chǔ)等方式進行加固，加固后的承載遠遠大于廠家提供的資料數(shù)據(jù)，這部分一般在設(shè)計過程中進行修改，但是尚保留一定的安全余度，確保設(shè)計的安全理由充分。3.3風(fēng)機荷載基本上為三種承載，在極限工況下的水平推力荷載（單向水平荷載），垂直荷載（單向垂直荷載）風(fēng)機塔筒、風(fēng)機、槳葉等傳遞于基礎(chǔ)上的重力荷載，抗彎荷載（風(fēng)機在最大風(fēng)速運行狀態(tài)下受水平力作用傳遞于基礎(chǔ)上的彎曲荷載，上述三種荷載在最不利狀態(tài)下的組合作為風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計計算依據(jù)。4風(fēng)機基礎(chǔ)地質(zhì)勘探風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)所在的地區(qū)地域，一般分如下兩類：軟基，硬基。軟基又分為：灘涂(分沙質(zhì)灘涂、泥質(zhì)灘涂)，土質(zhì)地基、沙土地質(zhì)；硬基基本上為巖石地質(zhì)（分風(fēng)化巖地質(zhì)、堅硬巖地質(zhì)）。由于目前尚無風(fēng)電場基礎(chǔ)勘探規(guī)范，對于各類基礎(chǔ)各個設(shè)計院均依據(jù)以往的類似經(jīng)驗進行勘探取值，缺乏適合風(fēng)電場設(shè)計的勘探規(guī)范，造成資料不規(guī)范、數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，一樣的地質(zhì)情況下容易不同的勘探資料會造成不同的設(shè)計結(jié)論，鎮(zhèn)賚臨場與黑魚泡風(fēng)電場所處的地質(zhì)情況均為淤積質(zhì)沙土基礎(chǔ)，兩個風(fēng)電場的設(shè)計相差很大，與基礎(chǔ)資料的取值存在一定關(guān)系。假如有規(guī)范的勘探資料，一樣的地質(zhì)情況下基礎(chǔ)設(shè)計完成后，綜合工程量基本相同，差別應(yīng)該在3%以內(nèi)。遼寧彰武風(fēng)電場與內(nèi)蒙扎魯特旗風(fēng)電場基礎(chǔ)情況基本相同，兩處設(shè)計經(jīng)過溝通，綜合工程量差別很小。風(fēng)機基礎(chǔ)地質(zhì)勘探根據(jù)《風(fēng)電機組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定FD003-2007》（試行）相關(guān)章節(jié)進行統(tǒng)一換算后，然后按照規(guī)范進行設(shè)計，減少不必要的浪費。5基礎(chǔ)設(shè)計問題在風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計過程中，廠家在提供數(shù)據(jù)的時候，是根據(jù)最不利地基的最不利荷載情況下進行數(shù)據(jù)提供，本身就具有一定的安全系數(shù)，并且在風(fēng)機荷載說明說上明確說明無需提供安全系數(shù)，該數(shù)值已經(jīng)滿足安全運行要求；《風(fēng)電機組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定FD003-2007》（試行）設(shè)計安全系數(shù)取值為1.35，設(shè)計院為經(jīng)濟可靠，往往將廠家提供的荷載數(shù)值除以該安全系數(shù)后再乘以1.35，以滿足國家規(guī)范要求，這樣，風(fēng)機脫離式計算就是成果除以1.35后的計算成果，遠遠大于理論設(shè)計合理值，其依據(jù)在下邊的說明中闡述。6基礎(chǔ)粘結(jié)力存在基礎(chǔ)粘結(jié)力的主要有樁基礎(chǔ)、巖石基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗休d力滿足不了風(fēng)機廠家提供的最小基礎(chǔ)承載200kpa/m2時，一般采用擴大基礎(chǔ)，換填基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等方式對基礎(chǔ)加以補強，以達到設(shè)計基本要求，采用樁基礎(chǔ)或者在巖石基礎(chǔ)上進行風(fēng)機承臺施工，巖石與墊層之間，墊層與承臺之間要是接合方式采取措施，會形成良好的粘結(jié)，粘結(jié)力或者是連接力可根據(jù)現(xiàn)場試驗、理論計算等多種方式進行符合計算，取值后加入計算取值的安全系數(shù)，在此情況下，風(fēng)機承臺的鋼筋混凝土工程量會大大降低，假如粘結(jié)力按照理論數(shù)值的20%取值，或者現(xiàn)場試驗的25%取值，其工程量將降低為原設(shè)計的20%以上，在此情況下仍然是1.25的安全系數(shù)，滿足規(guī)范的1.35系數(shù)時，此狀態(tài)仍為脫離基礎(chǔ)的計算狀態(tài)下1.1的安全系數(shù)。因為設(shè)計規(guī)范的計算方式、風(fēng)機制造廠家的數(shù)據(jù)提供方式均采用脫離式基礎(chǔ)考慮，除非軟基，在硬基上的墊層混凝土一般低于承臺混凝土標(biāo)號，造成承臺基礎(chǔ)混凝土與硬基礎(chǔ)之間的薄弱夾層，致使承臺大體積混凝土未能與基礎(chǔ)母巖之間的緊密連接，對風(fēng)機運行穩(wěn)定不利。樁基礎(chǔ)深埋于承臺底部，在樁設(shè)計過程中往往考慮了垂直荷載、水平荷載、抗拔力等受力狀態(tài)，就算將樁的自重作為承臺配重，也將會使承臺基礎(chǔ)設(shè)計綜合工程量降低很多。7基礎(chǔ)埋深為保證基礎(chǔ)環(huán)的安裝，風(fēng)機塔筒的就位，以及北方凍土深度要求，所有風(fēng)機基礎(chǔ)承臺的基礎(chǔ)底面均在地面高程下2.8m，加上上邊碾壓蓋重，風(fēng)機基礎(chǔ)的埋深一般3m左右，在此情況下為確保風(fēng)機基礎(chǔ)承臺經(jīng)濟合理，往往采用承臺上方碾壓回填的方式進行壓重補充承臺自身重量，壓重計算范圍為承臺周邊線以上部分，基礎(chǔ)邊緣未考慮部分不影響荷載。從常規(guī)考慮，基礎(chǔ)埋深對風(fēng)機基礎(chǔ)穩(wěn)定非理論式脫離基礎(chǔ)考慮，最起碼高壓線路的9m線桿，在堅硬土質(zhì)下挖深1.5m即可滿足承載穩(wěn)定要求，風(fēng)機基礎(chǔ)承臺不能按照線桿那樣計算，但是3m埋深要是采取合理的碾壓回填后，作為抵抗彎矩的一種安全保證應(yīng)該予以考慮。8基礎(chǔ)水平約束力基礎(chǔ)水平約束力往往由基礎(chǔ)埋深提供周邊固定以及基礎(chǔ)與基礎(chǔ)面之間的摩擦力、粘結(jié)力等綜合考慮，在計算水平位移的時候已經(jīng)考慮其水平穩(wěn)定性，但是堅硬基礎(chǔ)的周邊約束是保證穩(wěn)定的良好輔助，假如基礎(chǔ)承臺周邊在極限荷載情況下，彎曲應(yīng)力克服重力阻力的同時還要克服受拉邊的水平約束力，該項應(yīng)力應(yīng)該列入計算中。目前風(fēng)機基礎(chǔ)要求周邊具有足夠的作業(yè)空間，造成開挖量遠遠大于基礎(chǔ)承臺的地面積，造成回填后承臺與周邊之間沒有足夠的約束力，對風(fēng)機穩(wěn)定運行相當(dāng)不利，并且增加相當(dāng)大的開挖回填工程量，建議在穩(wěn)定基礎(chǔ)前提下，縮減承臺地底面積，采用滿倉澆注方式灌填坑槽混凝土，該風(fēng)機基礎(chǔ)計算應(yīng)該外延到混凝土連續(xù)體積之外的可承載區(qū)域。9結(jié)語在風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計中，在理論計算、荷載取值等各項環(huán)節(jié)均采用預(yù)留安全系數(shù)的方式進行結(jié)構(gòu)計算，從勘探資料、制造廠家荷載資料、工程材料取值、整體結(jié)構(gòu)計算等等環(huán)節(jié)，每項均存在一定的安全余度，造成不必要的累計安全系數(shù)。風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計請不要考慮施工期存在的施工過程中的不利因素，設(shè)計就是設(shè)計，是理論化的成果；施工管理是施工過程控制，實際操作的